活性炭微波(bo)處(chu)理與(yu)廢水脫(tuo)色的關系

　　棕櫚油廠廢水含有危害環境的有色化合物，因其芳香結構而難以分離。不過在較低pH(1)在環境中使用吸附法進行顏色處理是有效的，但吸附后的廢水仍然含有酸性有害物質，會污染環境。因此，我們使用氮氣來增強椰殼活性炭的中性pH利用微波加熱激活活性炭的脫色能力。本期內容是測試微波處理活性炭和未處理活(huo)性炭(tan)對廢水中有色化合物(wu)的吸(xi)附作用。

　　微波處理活性炭

　　椰殼活(huo)性炭用蒸餾水反復清洗，去(qu)除所(suo)有雜質。直到(dao)溶液是中(zhong)(zhong)性的(de)pH，然后將(jiang)活(huo)性炭放(fang)在110℃烘(hong)箱干燥(zao)12小(xiao)(xiao)時。然后在微(wei)波反應器中(zhong)(zhong)設置900℃。再將(jiang)約30g經清潔和干燥(zao)的(de)活(huo)性炭置于反應器的(de)石英不銹鋼容(rong)器中(zhong)(zhong)，同時以200cm 3/min氮(dan)氣活(huo)化10分(fen)鐘，流(liu)動穩定。將(jiang)微(wei)波處理的(de)活(huo)性炭冷卻到(dao)干燥(zao)器的(de)室溫，然后小(xiao)(xiao)心地(di)放(fang)入(ru)密封瓶中(zhong)(zhong)進行(xing)下一步的(de)研(yan)究。

　　預處理活性炭(tan)和(he)未預處理活性炭(tan)的表征方(fang)法(fa)

　　使(shi)用(yong)(yong)SEM，EDX表(biao)示(shi)微波(bo)處理(li)和(he)未預處理(li)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。SEM測(ce)(ce)(ce)試(shi)以在3000×在放(fang)大率下檢查活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)表(biao)面(mian)形(xing)狀(zhuang)。EDX測(ce)(ce)(ce)試(shi)檢查了(le)預處理(li)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)和(he)未預處理(li)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)元素組成。使(shi)用(yong)(yong)自動氣體(ti)吸附(fu)系統，基(ji)于氮氣吸附(fu)等溫線測(ce)(ce)(ce)量(liang)兩(liang)種(zhong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)BET表(biao)面(mian)積(ji)和(he)孔體(ti)積(ji)。

　　微(wei)波(bo)處理對(dui)活性炭形態學的影響

　　3000倍放大(da)(da)(da)倍數(shu)下未經預(yu)處(chu)理和(he)(he)微波處(chu)理的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)獨(du)特(te)SEM照片分別(bie)示于圖(tu)(tu)(tu)1a，b中。基于圖(tu)(tu)(tu)1a，在(zai)3000×在(zai)放大(da)(da)(da)率下觀察到(dao)裂(lie)縫較少的(de)(de)(de)平面(mian)形(xing)狀(zhuang)。吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)物理特(te)性(xing)(xing)(xing)是表(biao)(biao)面(mian)裂(lie)紋和(he)(he)孔(kong)隙(xi)形(xing)成(cheng)。但是，圖(tu)(tu)(tu)1b注意到(dao)不同的(de)(de)(de)情況。從這(zhe)張圖(tu)(tu)(tu)中，表(biao)(biao)面(mian)上觀察到(dao)幾個裂(lie)縫，可(ke)以推測微波處(chu)理可(ke)能(neng)會(hui)改變形(xing)態。根(gen)據之前(qian)的(de)(de)(de)研(yan)究，具有足(zu)夠(gou)顆粒(li)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)特(te)點(dian)是孔(kong)尺(chi)寸更大(da)(da)(da)，活(huo)性(xing)(xing)(xing)位點(dian)更多，可(ke)用性(xing)(xing)(xing)更大(da)(da)(da)BET表(biao)(biao)面(mian)積。這(zhe)些特(te)性(xing)(xing)(xing)加速了(le)吸(xi)附(fu)(fu)效果，提(ti)高了(le)吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)容量。由于孔(kong)隙(xi)和(he)(he)活(huo)性(xing)(xing)(xing)位點(dian)較多，吸(xi)附(fu)(fu)處(chu)理開(kai)始時(shi)會(hui)出(chu)現快速吸(xi)附(fu)(fu)。這(zhe)種快速吸(xi)附(fu)(fu)過程可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致設備外(wai)觀模糊。

　　在3000×放大(da)倍數SEM照片：(a)未經(jing)預處(chu)理的(de)活(huo)(huo)性炭，(b)活(huo)(huo)性炭微(wei)波處(chu)理。

　　BET分析

　　a、b顯示孔(kong)(kong)體積(ji)(ji)增量分布(bu)(P v)與(yu)未經預處(chu)理和微(wei)波(bo)處(chu)理的活性炭孔(kong)(kong)寬度相比。如圖所(suo)示，微(wei)波(bo)加熱(re)后孔(kong)(kong)體積(ji)(ji)顯著增加。圖中縱(zong)軸上的指示標記A比較未經預處(chu)理和預處(chu)理的活性炭P v，而且幅度分別為0.030cm 3/g和0.056cm 3/g。

　　(a)未經預處(chu)理的活性(xing)炭(tan)(b)活性(xing)炭(tan)的微波處(chu)理增加了孔(kong)體積與孔(kong)寬(kuan)系。

　　吸附(fu)實驗采用(yong)微(wei)波處理活性炭

　　在(zai)實驗過(guo)程中(zhong)，發現活性炭(tan)較低pH環境對色彩的吸附(fu)效(xiao)果大大提高。盡管如此，酸性廢水的排(pai)放可(ke)(ke)能會直(zhi)接阻礙水生棲息地。鑒于此，6-7可(ke)(ke)接受的預處理活性炭(tan)吸附(fu)研究pH在(zai)范圍內進行。另外(wai)兩(liang)個因素是(shi)劑量和(he)(he)接觸時間(jian)，分(fen)別保持在(zai)3.208g和(he)(he)35min。從圖3可(ke)(ke)以看出，顏色去除的百(bai)分(fen)比(bi)隨(sui)(sui)之而來pH減(jian)少和(he)(he)增(zeng)加。在(zai)pH6時獲得*高顏色去除率98.46%，但隨(sui)(sui)著pH顏色去除率增(zeng)加到7，降(jiang)低到95.69%。

　　不同劑量和(he)接觸時間的活性(xing)炭pH從棕(zong)櫚油(you)廠廢水中去除顏色(se)。

　　棕(zong)櫚油廠廢水(shui)脫(tuo)色試驗采用微波(bo)處理(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)SEM分(fen)析表明(ming)，預處理(li)(li)后會產生更多的(de)(de)(de)(de)裂(lie)縫(feng)和多孔結構。前體(ti)的(de)(de)(de)(de)結構變化是由微波(bo)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)證明(ming)了(le)從(cong)95開始(shi)形成裂(lie)縫(feng)和碳組(zu)分(fen).03增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到98.93%(EDX分(fen)析)。微波(bo)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)處理(li)(li)在BET和P v在增(zeng)加(jia)(jia)(jia)方面(mian)表現出優異的(de)(de)(de)(de)效果(guo)。除(chu)(chu)了(le)86.67%的(de)(de)(de)(de)P v除(chu)(chu)了(le)增(zeng)量，還(huan)實現了(le)66%以上的(de)(de)(de)(de)增(zeng)量SBET增(zeng)加(jia)(jia)(jia)。此(ci)外，使(shi)用RSM檢(jian)查棕(zong)櫚油廠廢水(shui)預處理(li)(li)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)脫(tuo)色性(xing)(xing)(xing)能。發現，隨著pH降低值，增(zeng)加(jia)(jia)(jia)顏(yan)(yan)色去除(chu)(chu)率。類(lei)似地，活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)提供了(le)更多的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)點，有利于(yu)去除(chu)(chu)廢水(shui)中的(de)(de)(de)(de)顏(yan)(yan)色。確(que)定*佳處理(li)(li)條件為pH接觸時間(jian)為35 min，平均色度(du)去除(chu)(chu)率為96.29%。因(yin)此(ci)，微波(bo)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)可以增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)吸附劑的(de)(de)(de)(de)形態，增(zeng)強(qiang)活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)對廢水(shui)的(de)(de)(de)(de)脫(tuo)色效果(guo)。